Onderzoek Tribhuwan Pandey

Abstract

Elektromechanische eigenschappen spelen een essentiële rol bij het bepalen van de fysica van diëlektrische vaste stoffen en hun praktische toepassingen. In het algemeen werden elektrostrictie en het piëzo-elektrisch effect beschouwd als de twee belangrijkste effecten die een aangelegd elektrisch veld koppelen aan de spanning en omgekeerd. De koppeling tussen polarisatie en rekgradiënten is een ander elektromechanisch fenomeen, dat kan worden waargenomen door een materiaal te buigen. Dit staat bekend als flexo-elektriciteit, relevant voor vele materialen, waaronder nietpolaire diëlektrica en polymeren, maar alleen significant op kleine lengteschalen, waar hoge spanningsgradiënten ontstaan. In tweedimensionale (2D) materialen, waar grote rekgradiënten mogelijk zijn, kunnen we deze effecten naar verwachting sterk verbeteren. Bovendien maken hun uitstekende elastische eigenschappen en verminderde roostersymmetrie 2D-materialen veelbelovend voor flexo-elektriciteit. In dit voorstel zullen we met behulp van geavanceerde ab initio benaderingen fundamentele flexoelektrische eigenschappen van een breed scala aan 2D-materialen onderzoeken. Vervolgens zal een multischaal modelleringsraamwerk worden ontwikkeld voor de invloed van interne spanningsgradiënten op de elektronische en optische eigenschappen. Het hier voorgestelde werk biedt niet alleen een fundamenteel begrip van flexo-elektriciteit in 2D-materialen, maar zal ook de ontdekking van nieuwe flexibele elektronica stimuleren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Co-promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Pandey Tribhuwan

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Fundamenteel inzicht in en beheersing van kwantumverschijnselen op ongekende lengte en tijdschaal zijn essentieel voor een goede ontwikkeling van de volgende generatie apparaten. Recente ontwikkelingen in de synthese van atomisch dunne lagen van der Waals vaste stoffen zoals grafeen, boornitride en overgangsmetaaldialcogeniden (TMD) openen mogelijkheden voor succes, bijvoorbeeld in de computer-, informatie- en energietechnologie. Met betrekking tot fotonica en opto-elektronicatoepassingen hebben monolaagse TMD's mogelijkheden om de mogelijkheden van conventionele halfgeleiders te vergroten door een breed absorptiespectrum, dat wil zeggen van bijna-infrarood naar het zichtbare gebied. In dit voorstel zullen we de lichtmaterie-interacties in monolaagtelagen TMD's en hun heterostructuren bestuderen met de nadruk op sterke excitoneffecten, en spin- en valley-afhankelijke eigenschappen. Hiertoe zullen we model Hamiltoniaanse technieken ontwikkelen, die in combinatie met berekeningen op basis van de dichtheidsfunctionaliteitstheorie nieuwe inzichten zullen geven in de lichtmaterie-interacties in monolaagse TMD's. Het overkoepelende doel van dit voorstel is om inzicht te krijgen in nieuwe kwantumfenomenen in monolaagse TMD's, in het bijzonder hoe heterostructurering, defecten en rek met elkaar verweven zijn om interessante fysische eigenschappen te produceren. Het werk dat hier wordt voorgesteld zal leiden tot grote vooruitgang in het onderschatten van hoe defecten, heterostructurering en rek de eigenschappen van 2D-materialen wijzigen, wat resulteert in nieuwe kwantumverschijnselen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Pandey Tribhuwan

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject